Photoelektron-Photoion-Koinzidenz- spektroskopie mit ...

3.1. Photoionisationsprozesse 89
Sobald ein ionischer Zustand erreicht ist, der unterhalb der nachsthoheren Ionisationsschwelle
liegt, ist keine Elektronenemission mehr moglich, und das n-fach geladene Photoion wird durch
Emission von Fluoreszenzphotonen in seinen Grundzustand relaxieren. Fluoreszenzzerfall bildet
auch prinzipiell eine direkte Konkurrenz zum Augerzerfall. Die Ergebnisse der Koinzidenzspektroskopie
zeigen jedoch (siehe nachsten Abschnitt und Kapitel 4), da im betrachteten
Anregungsenergiebereich unterhalb von 200 eV der Augerzerfall bei weitem dominiert und
die Fluoreszenz praktisch vernachlassigbar ist. Neben den vorgestellten Anregungs- und Zerfallsprozessen
treten auch Prozesse hoherer Ordnung auf, wie der Doppel-Shake-up [86] oder
die direkte Dreifachionisation, die aber wesentlich unwahrscheinlicher sind als die behandelten
Ein- oder Zweielektronenprozesse.
Im Zusammenhang mit der Dynamik des Photoionisationsprozesses stellt sich die Frage, inwieweit
die bislang suggerierte Trennung von Anregung und Zerfall der physikalischen Wirklichkeit
entspricht. Da die behandelten Prozesse sehr schnell ablaufen { die typische Lebensdauer von
Innerschalenlochern liegt im Femtosekunden- oder Subfemtosekundenbereich (1 fs = 10 ,15 s)
{, kann eine solche Trennung immer nur eine Naherung sein. Die sequentielle Betrachtung von
Anregung und Zerfall wird aber experimentell durch die Beobachtung diskreter, lorentzformiger
Photo- und Augerlinien im Elektronenspektrum gestutzt, deren naturliche Linienbreite einer
endlichen Lebensdauer der zugehorigen, atomaren Lochzustande entspricht. Andererseits belegt
ein kontinuierlicher Untergrund wie bei DDPI oder DDA die Gleichzeitigkeit der Emission
von zwei Elektronen.
Wenn das Photoelektron langsam auslauft, d.h. in Schwellennahe, andert sich das Potential
der Atomhulle beim Emissionsvorgang nicht plotzlich, sondern allmahlich (adiabatisch). In
diesem Ubergangsbereich treten neue E ekte auf, wie z. B. der PCI-E ekt (= postcollision
interaction), bei dem durch die Wechselwirkung von Photo- und Augerelektron nach dem
Zerfall eine Verbreiterung und Verschiebung der zugehorigen Energieverteilungen auftritt [87{
89].
Eine weitere Moglichkeit, bei der die Unterscheidung zwischen sequentiellem und simultanem
Ablauf von Prozessen erschwert ist, ergibt sich bei Betrachtung der Zerfallsgleichungen (3.8)
und (3.9): Die Frage der Unterscheidbarkeit beider Prozesse hangt von der Lebensdauer des
Zwischenzustandes beim zweistu gen Auger in Gleichung (3.9) ab. Bei extremer Kurzlebigkeit
des Zwischenzustandes konnte es nach dem Zerfall zu einem Energieaustausch zwischen den
Augerelektronen ahnlich dem PCI-E ekt kommen, der im Grenzfall zu einer kontinuierlichen
Energieverteilung fuhrt. DDA und zweistu ger Auger waren dann experimentell nicht mehr
zu unterscheiden, und es ist zu fragen, inwieweit sie sich dann uberhaupt noch unterscheiden.
Ein Beispiel, bei dem diese Frage aufgeworfen wird, wird durch die experimentellen und
theoretischen Ergebnisse der Untersuchungen an Ba in Abschnitt 4.1 geliefert.